西伯利亚甲烷排放激增，或抵消全球人为减排目标的20%
西伯利亚甲烷排放激增，或抵消全球人为减排目标的20%
8月7日，中国科学院大气物理研究所（以下简称大气所）研究员刘毅团队联合国际团队聚焦气候变化背景下西伯利亚地区甲烷排放演变过程，发现2010-2023年，该地区甲烷年排放量以平均每年增加约5%的速度加速增长，相当于同期全球湿地年均增量的92%。到本世纪中期，该地甲烷排放的增加量甚至可能抵消全球人为甲烷减排目标的五分之一。相关研究发表于《科学》杂志，为全球甲烷减排政策制定和区域气候阈值研究提供了新的科学依据。
在北极快速变暖的背景下，西伯利亚地区多年冻土持续退化、野火活动加剧，由湿地及冻土相关产甲烷过程和野火释放的甲烷不断增加。受观测资料稀缺和环境条件复杂等因素限制，不同研究的估算差异较大。
“早在2021年，我们就发现了西伯利亚的甲烷排放的上升趋势。”刘毅表示。不过，他们并没有急于得出结论，而是审慎地提出了两个关键问题：“这种依靠自主框架同化反演的结果可靠吗？排放增长背后的物理机制什么？”为解答上述问题，团队历时数年开展严谨的“双重求证”工作：一是通过多源观测与多方法对比，对结果进行了全方位验证；二是深入剖析了西伯利亚排放增长背后的物理机制。
论文第一作者、大气所博士朱思虹利用自主研发的甲烷排放同化反演系统，融合温室气体观测卫星（GOSAT）和全球近地面观测数据，将西伯利亚甲烷排放总量和趋势的估算不确定性降低至10%左右。
研究发现，以叶尼塞河为界，西伯利亚东西两侧正在呈现出两种不同的气候图景，西部更湿，东部更暖更干。两地甲烷排放增长的核心驱动机制存在显著差异，西西伯利亚主要受到冬季斯堪的纳维亚型大气环流影响，增加的海洋水汽和热量输送加剧该地季节性冻土融化，促进甲烷释放；东西伯利亚则与北极涛动（AO）引发的高压异常有关，高压系统带来的持续性暖干化加剧野火强度和频次，加速永久冻土突发性解冻，进而增加甲烷排放。
在探究机制的过程中，团队发现，随着最高气温升高，甲烷排放并非匀速增加，而是呈现轻微加速上升的非线性特征。在使用涌现约束方法对模型温度预测进行约束的基础上，发现在高排放情景下，到本世纪中期，该地甲烷排放的增加甚至可能抵消全球人为甲烷减排目标的1/5。
刘毅强调：“如果我们忽略这种区域性的、非线性的反馈，全球甲烷预算将出现严重偏差。我们的减排努力也可能被自然源变化‘抵消’一部分。因此，全球气候评估工作必须重视此类‘超调效应’，并将这一反馈更充分地纳入未来气候预测与风险评估”。
参与研究的爱丁堡大学（英国）教授Paul Palmer和博士Liang Feng表示，，即便西伯利亚多年冻土中储存的碳仅有小部分解冻并释放到大气中，也可能对全球气候目标构成严峻挑战。
论文通讯作者、大气所研究员杨东旭提到，目前北极甲烷排放监测仍存在明显局限，遥感和地面观测在时间和空间上的覆盖并不均衡，难以持续、精确追踪区域甲烷排放变化，未来西伯利亚地区是否会从碳汇转变为碳源仍存在很大不确定性。
这一发现对我国参与全球气候治理、完善温室气体综合观测体系，以及提升气候反馈与风险预估能力具有重要启示。
相关论文信息： https://doi.org/10.1126/science.aea5828.
大气环流影响甲烷排放的季节演变机制示意图。大气所供图